למה רוח מרגישה קרה – והאם אפשרי שרוח תגרום להרגשה חמה? אבישי

השאלה המקורית הוגשה ונענתה בפורום הגשת השאלות, בשל אורך הדיון החלטתי לפרסמו כשאלה נפרדת, לפי הדיון שהתפתח:

שאלה: האם יש מצב שנרגיש יותר חם בגלל רוח ??
כשיש רוח בטמפרטורה קרה, זה מרגיש לגוף שלנו יותר קר בגלל שהאוויר שמתחממם מהגוף שלנו מתחלף.
מצד שני, אם נכניס אדם שהיה בחדר של 20 מעלות, לתוך חדר סגור של 60 מעלות עם המון מאווררים אז אני חושב שהרוח תזרז את התחממות גופו, כלומר שהוא ייתחמם יותר מהר מאשר בלי המאווררים.
בהנחה שצדקתי עד כאן, האם בחום של 50 מעלות באמת נרגיש יותר חם מול מאוורר מאשר לא מולו??
(אם התשובה היא לא, אז האם גם ברוח של מהירות גבוהה זה כך?)

תשובה: טמפ' העור היא בסביבות 32 מעלות, וטמפ' הגוף 37 - ולכן רוח בטמפ' גבוהה מטמפ' זו זו בדר"כ תרגיש חמה יותר. תחשוב על רוח ממיבש שיער - למרות שזאת רוח (שמקררת ומאדה את הזיעה) בגלל שהיא חמה - היא מרגישה כחמה. בקשר לטמפ' הספציפית בה רוח "מרגישה" חמה - לא ידוע לי על ניסויים שבדקו את זה, וזה גם הרגשה מעט סובייקטיבית (מישהו אחד יכול להרגיש שקר לו בעוד מישהו אחר יכול להרגיש שחם לו באותה טמפ', יש שוני בין בני האדם).

שאלת המשך: מייבש שער או מפזר חום לא קשורים למצב של מאוורר לבד.
1.  למה אתה קורה לזה הרגשה ואומר שיש אנשים מרגישים שונה, האם רוח בחורף לא באמת מורידה קצת מטפרטורת הגוף או העור, או לפחות מורידה מהטמפרטורה של סביב הגוף שתמיד מתחממת מהגוף, זה לא דבר מדיד בעינך? מד חום מסביב הגוף יימדוד יותר חום מאשר בחדר לא קרוב לגוף ואם יהיה על הגוף רוח מהירה יכול להיות שזה יימדוך בדיוק כמו בחדר
2. ברור שאם בן אדם עומד בחדר של 20 מעלות ונדליק עליו מייבש שער או מפזר חום אז זה יחממם אותו כי המאוורר דוחף את האוויר החם אל מסביב גופו של ששם יש אוויר יותר קר, אבל בחדר של 40 מעלות מסביב בן אדם החום קצת יותר מאשר בחלל החדר ולכן תמיד אם תשים עליו מאוורר זה יקרר אותו מאותה סיבה שרוח מוסיפה לקור שלנו בחורף הקר.
3.  אנשים בסעודיה בקיץ לדעתך לא מדליקים מאווררים ? נשמע מופרך קצת

תשובה: בקיצון זה לא הרגשה
בתנאים קיצוניים זאת אכן לא רק "הרגשה" סובייקטיבית / אישית, בתנאי הביניים זו כן. אתן לך דוגמא: בטמפ' קיצוניות, נגיד 2 מעלות - כל אדם שתשאל יגיד לך שקר לו, ו-45 מעלות -כל אדם שתשאל יגיד שחם לו, אבל בחדר עם טמפ' של 24 מעלות, חלק מהאנשים יגידו שהם מרגישים שחם להם וחלק יגידו שהם מרגישים שקר להם, למרות שאם נמדוד- בכל החדר, וסביב כל האנשים 24 מעלות - כך שזה לא פיזיקה של גופים אלא פיזיולוגיה- וליצורים ביולגים פיזיולוגיה שונה (יש שונות מובנית בין אוכלוסיות), ויש טמפ' (כמו 24 מעלות) שאי אפשר להגדיר בצורה חד משמעית אם הן "מרגישות" חמות או קרות.
מאוורר מסייע לקירור הגוף על ידי כך שהוא עוזר לאידוי הזיעה ש"גונבת" אנרגיה, ולכן יש היגיון להפעלת מאוורר גם כשחם, אבל עד גבול מסויים (באילת לפעמים כשנושבת הרוח החמה מקבלים ממש גל חום בלתי נסבל). כמו שאמרתי לגבי הטמפ' הספציפית שבה יתרונות הרוח באידוי הזיעה מתגמדים מול חסרונות הרוח החמה בתוספת אנרגיה לגוף – זה מדד סובייקטיבי (אישי לכל אדם ואדם).
 

רוח – איור מתוך ספר רפואה מאוייר (טאקואינום סניטאטיס) מימי הביניים, באדיבות ויקיפדיה

שאלת המשך: אפשר הסבר מפורט יותר למה הרוח עושה לנו יותר קר
חשבתי שזה בגלל שהרוח שהתחממה מהגוף מתחלפת יותר מהר, כמו אם נכניס אדם לברכה של מים קרים ונחליף את המים כל הזמן, אני מבין ממך שזה קשור יותר לאידוי הזיעה??
האם יש חישוב קבוע כמה מהירות הרוח מוסיפה להרגשת הקור?

תשובה: גם וגם
ראשית - חום עובר תמיד ממקום עם טמפרטורה גבוהה לנמוכה.
שנית - חום יכול לעבור בהתנגשויות בין מולקולות בהסעה שלהן ממקום למקום – ראה מאמר על דרכים שונות להולכת חום.
שלישית - כאשר חומר מתאדה הוא סופג חום מהסביבה.
ולכן, כל עוד טמפ' הרוח נמוכה מטמפ' הגוף היא תעזור להסעת אנרגיה מהגוף לרוח (לאוויר), ולקירור. בנוסף - רוח מסייעת לתהליך האידוי - שמקרר. ראה גם מאמר כאן.
משתי הסיבות הנ"ל רוח מקררת אותנו. ברגע שטמפ' הרוח גבוהה מטמפ' הגוף- חום, שכאמור עובר מטמפ' גבוהה לנמוכה, יעבור בהכרח מהרוח (מהאוויר) אל הגוף - אבל מצד שני זיעה שתתאדה תספוג את רוב האנרגיה, כך שבנטו עדיין יהיה קירור. בטמפ' קריטית מסויימת (כאמור קודם - קשה לדעת מה היא - והיא איננה זהה לכל בני האדם, אני מניח שמשהו בסביבות 40 מעלות, ותלוי במהירות הרוח, בלחות היחסית ובקצב ההזעה האינדיבידואלי של כל אדם ואדם) החום שיועבר מהאוויר אל הגוף יעלה על החום שמסולק מהגוף על ידי התאדות, ורוח תחמם.
אגב - זה אומר שאם יש לך חפץ (נגיד גוש ברזל שלא יכול להזיע) בטמפ' של 37- ותשים אותו בחדר בטמפ' של 50 מעלות, ותפעיל עליו מאוורר שינשוב עליו את הרוח החמה, הוא יתחמם מהר יותר מאשר ללא מאוורר כזה.
אתה יכול לראות משוואות המקשרות בין רוח לטמפ' מורגשת על הגוף בקישור.  
וכאן אתה יכול לראות מחשבון הרגשת טמפ' המחושב לפי המודל, שמקשר בין מהירות רוח, טמפ' שלה וטמפ' מורגשת:
http://www.onlineconversion.com/windchill.htm
אתה יכול לראות במחשבון, שכאשר האוויר חם, נגיד מעל 100 מעלות פרנהייט (כ-38 מעלות צלזיוס) רוח תגרום להרגשה חמה יותר! - בדיוק כפי שכתבתי, ובניגוד לאינטואיציה (מאוורר בערב הסעודית לא תמיד יעיל...)
 

ד"ר אבי סאייג
מכון דוידסון לחינוך מדעי
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.